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超光速相对论
(南宁市亚蓝特科技有限公司 谭强)
著名物理学家杨振宁曾经说过:“物理学的革命往往是从最简单、最根本的问题开始的”。
一、爱因斯坦的遗漏
假定,惯性坐标系S',相对于固定在地球上静止的坐标系S,以速度u沿x轴方向运动,x'与x在同一轴上, 且t=0时,O'与O重合。
在经典物理中,伽利略变换的“时空变换”表达式为:
x=x’+ut’x’=x-ut,t=t’,
爱因斯坦对它们作了修改后,新的“时空变换”为:
x=k(x’+ut’),x’=k’(x+u’t)
当确定了坐标系S’运动的速度u之后,变换因子k和k’应该是一个只与速度u有关,而与坐标和时间无关的常数,它的大小待定。
对于牵连速度,我们认为: u’=-u
但是,对于变换因子k和k’, 我们应该得到两种结果:
即k’= k 和k’= -k,
显然,k’= k 和k’= -k,都能够满足“相对性原理” 和“光速不变原理”。然而,爱因斯坦遗漏的是:k’= -k!
将遗漏弥补后,新的“时空变换”为:
根据“光速不变原理”,可以得到:
在这里,我们必须保证“变换因子” k为实数,而对于惯性系S’的运动速度u并没有作任何限制!
所以,(1/k2)必须大于或者等于0,这样,必然有两种结果:
当u≤c时,(1/k1)=[1-(u/c)2]1/2;
当u≥c时, (1/k2)=[(u/c)2-1]1/2
取k=1/[1-(u/c)2]1/2时,我们得到“爱因斯坦狭义相对论”的结果。
二、“超光速相对论”的结果
当u≥c时,取k=1/[(u/c)2-1]1/2 时,我们得到以下结果:
超光速物体的时空变换:
x=k(x’+ut’),
x’=k(x-ut),
t= k{t’-x’[(1/k2)-1]/u},
t’= k{t+x[(1/k2)-1]/u}
超光速物体的速度变换:
Vx’=(Vx-u)/[1+Vx(u2-2c2)/uc2]
Vx=(Vx’+u)/[1-Vx’(u2-2c2)/uc2]
Vy=Vy’/k[1-Vx’(u2-2c2)/uc2]
Vz=Vz’/k[1-Vx’(u2-2c2)/uc2]
根据动量守恒定律,超光速物体的质量变换:m=m0/[(u/c)2-1]1/2
超光速物体的能量为:E=mc2=m0c2/[(u/c)2-1]1/2
在超光速领域(u>c),给物体增加能量,将引起其速度的减少,运动质量(m)增加。要使物体的速度减少到光速(c),除非物体的静止质量(m0)等于0(m0=0),否则,必须给物体施加无穷大的能量。
物体的能量减少(释放能量)引起其速度增加,当物体的能量减少到0时(能量全部释放),它的运动质量等于0,物体的速度趋于无穷大(∞)。
总有一天,人类可以发现引力的本质,到那时,从低速度到光速就不再是一个梦。
2004年12月11日 于南宁
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